Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11651
Title: Σεισμική συμπεριφορά μεταλλικών κατασκευών με χρήση συστήματος ζεύγους υποστηλωμάτων και αντικαταστάσιμους συνδέσμους
Other Titles: Seismic behaviour of steel structures with use of linked column frame system
Authors: Σκληρού, Μαρία
Keywords: Σύστημα L.C.F
Ανελαστική ανάλυση χρονοϊστορίας
Keywords (translated): L.C.F system
Time-history inelastic analysis
Abstract: Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι αρχικά ο σχεδιασμός και η μελέτη, με έμφαση στην αντισεισμική συμπεριφορά, ενός αριθμού συνήθων φορέων με φέροντα οργανισμό από χάλυβα και στη συνέχεια η απόκρισή τους. Συγκεκριμένα, αναλύονται σαράντα μεταλλικοί επίπεδοι φορείς, οι οποίοι αφού διαστασιολογηθούν, διεγείρονται από πραγματικές σεισμικές καταγραφές έτσι ώστε να αξιολογηθεί η απόκρισή τους εξαιτίας των σεισμικών φορτίων. Η συμπεριφορά τους αποτιμάται υπολογίζοντας για κάθε κτίριο κάποια χαρακτηριστικά μεγέθη, όπως είναι οι μέγιστες σχετικές και παραμένουσες μετακινήσεις των ορόφων καθώς και οι μέγιστες στροφές στη βάση όλων των υποστυλωμάτων και στις δοκούς σύνδεσης του L.C.F συστήματος. Για την παραλαβή και τη μεταφορά στη θεμελίωση των οριζόντιων δυνάμεων που ασκούνται κάθετα στα μέτωπα των κτιρίων και για την πλευρική ευστάθεια και προστασία έναντι των σεισμικών δυνάμεων, επιλέγεται να χρησιμοποιηθεί το σύστημα δυσκαμψίας Linked Column Frame System (L.C.F), το οποίο σύστημα ανάληψης οριζόντιων σεισμικών δράσεων είναι διαφορετικό από τα κλασσικά συστήματα δυσκαμψίας. Το συγκεκριμένο σύστημα δυσκαμψίας, το οποίο αποτελεί ακόμη αντικείμενο έρευνας, έχει υπεροχή έναντι των άλλων συστημάτων λόγω της δυνατότητας επισκευής ή αντικατάστασής των στοιχείων του έπειτα από ένα ισχυρό σεισμικό γεγονός. Οι φορείς που μελετώνται διαφοροποιούνται ως προς το ύψος τους, τις διατομές των στοιχείων του L.C.F συστήματος, το είδος των στηρίξεων στη βάση τους και τέλος, ως προς την τιμή της σεισμικής επιτάχυνσης του εδάφους σε κάθε φορέα. Η ανάλυση των φορέων γίνεται με τη χρήση του προγράμματος SAP2000. Η εργασία χωρίζεται σε τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται ο αντισεισμικός σχεδιασμός των μεταλλικών κατασκευών με παρουσίαση των εννοιών των σεισμικών δράσεων και των σταθμών επιτελεστικότητας. Περιγράφεται επίσης, το καινοτόμο σύστημα απορρόφησης ενέργειας, L.C.F και αναφέρονται στο τέλος του κεφαλαίου τα πλεονεκτήματα χρήσης του. Συνεχίζοντας στο δεύτερο κεφάλαιο, έχουμε την προσομοίωση, την ανάλυση και τη διαστασιολόγηση των φορέων που μελετώνται. Αρχικά, γίνεται μια συνοπτική περιγραφή των μελετώμενων φορέων και στη συνέχεια, παρουσιάζεται για μια κατασκευή η προσομοίωση των γραμμικών στοιχείων και των διατομών που χρησιμοποιήθηκαν. Επίσης, παρουσιάζεται η προσομοίωση της διαφραγματικής λειτουργίας, της μάζας κατασκευής και η προσομοίωση της σύνδεσης του πλαισίου με το L.C.F σύστημα. Η ανάλυση διακρίνεται σε ανάλυση έναντι βαρυτικών φορτίων, ιδιομορφική και φασματική, οι οποίες πραγματοποιούνται για όλα τα πλαίσια και παρουσιάζονται τα διαγράμματα, τα οποία έχουν προκύψει από κάθε ανάλυση για μια τριώροφη κατασκευή. Στο τέλος του κεφαλαίου, πραγματοποιείται η διαστασιολόγηση των φορέων και παρουσιάζονται διαγράμματα, πίνακες με την τελική επιλογή των διατομών που έγινε από το λογισμικό πρόγραμμα για τους φορείς αυτούς. Στο τρίτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η αποτίμηση των υπό μελέτη φορέων με χρήση ανελαστικών σεισμικών αναλύσεων από πραγματικά επιταχυνσιογραφήματα. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των σεισμικών αναλύσεων για όλα τα πλαίσια και οι μέγιστες σχετικές και παραμένουσες μετακινήσεις των ορόφων τους καθώς και οι μέγιστες στροφές των κόμβων βάσης και των δοκών σύνδεσης του L.C.F συστήματος κάθε κατασκευής. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο της εργασίας επιχειρείται η εξαγωγή συμπερασμάτων περί της σεισμικής απόκρισης των μελετώμενων πλαισίων. Η αξιολόγηση πραγματοποιείται μέσω των μεγεθών που προέκυψαν από τις ανελαστικές σεισμικές αναλύσεις.
Abstract (translated): The purpose of this diploma thesis is the design and study, emphasizing on seismic behaviour, of an amount of usual structures of steel and their response. In particular, forty steel plane frames are analyzed.After performing the design analysis (cross section dimensioning), they are stimulated by real seismic records to estimate their response due to seismic loads. Their behaviour is assessed for each building by estimation of some characteristic sizes, such as the maximum relative and residual floor drifts, as well as the maximum rotation at the base of all columns and at the linked beams of the L.C.F system. For the collection and transport of the horizontal forces, L.C.F System is used instead of the usual stiffness systems. It is an innovative stiffness system, which is still the subject of study and experimentation. The main advantage of L.C.F System over the other stiffness systems, is that its elements are easily repairable or replaceable if they are plastically deformed or damaged after a strong seismic event.The structures which are studied are differentiated of their height, the cross-sections of the elements of the L.C.F system, the type of supports at their base, and finally, the value of the seismic acceleration in each case. The analysis of the structures is performed using the software program SAP2000.The diploma thesis is divided into four chapters. The first chapter describes the seismic behaviour of steel structures, the concepts of seismic actions and the performance levels. Also, the innovative energy absorption system, L.C.F and the advantages of using it are presented .Ιn the second chapter, the simulation, the analysis and the design of the structures which are studied are presented. Initially, a brief description of the studied structures is made, and then a simulation of the linear elements and cross-sections which are used are presented for each structure.Furthermore, the simulation of diaphragm function, the mass of the construction and the simulation of the connection of the frame with the L.C.F system are presented. The analysis is distinguished by gravitational analysis,modal analysis and spectral analysis, which are performed for all frames. The graphs which have been derived from each analysis are presented for a three-story structure. At the end of the chapter, the design of the frames is performed. Finally, charts and tables with the final selection of the cross sections are presented.In the third chapter, time - history inelastic analysis by real seismic records was accomplished to the studied structures in order to evaluate their function and response under seismic loads. The results of the seismic analysis of all frames, the maximum relative and residual drifts of its floor as well as the maximum rotation at the base of all columns and at the linked beams of the L.C.F system, are presented.In the fourth and final chapter of this diploma thesis, we attempt to evaluate conclusions about the seismic response of the studied frames. The evaluation is carried out through the characteristic sizes of the inelastic seismic analysis.
Appears in Collections:Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Sklirou(civ).pdf8.82 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.